几乎没有人从未见过同轴电缆。它是如何设计的,它的优点是什么,它的应用是什么——这对于许多人来说仍然是很多事情。
同轴电缆是如何构造的?
同轴电缆包括:
- 内导体(中心芯);
- 电介质;
- 外部导体(编织);
- 外罩。
如果您查看电缆的横截面,您会发现它的两个导体都在同一轴上。因此电缆的名称:英文同轴。
优质电缆的内导体由铜制成。如今,廉价产品使用铝甚至镀铜钢。优质电缆中的电介质是聚乙烯,高频电缆中的电介质是氟塑料。各种泡沫塑料用于廉价版本。
编织的经典材料是铜,优质产品的编织是用密集的编织制成,没有间隙。在用于制造外导体的低质量电缆中,使用铜合金,有时是钢合金,以使其更便宜,在某些情况下使用稀有的编织物 - 箔。
同轴电缆的应用领域,优缺点
同轴电缆最常见的用途是传输高频电流(RF、微波及以上)。在很多情况下,因此执行 天线和发射器之间的链接 或在天线和接收器之间,以及在有线电视系统中。这种信号也可以使用两根线传输 - 它更便宜。
在某些情况下会这样做,但这样的线路有一个严重的缺点——其中的电场穿过开放空间,如果被外来导电物体捕获,会导致信号失真——衰减、反射、等等。但是在同轴电缆中,电场完全在里面,所以当你铺设它时,你不必担心线路会通过金属物体(或者它们以后可能会靠近电缆)——它们不会影响传输线的性能。
同轴电缆的缺点包括成本高。缺点也被认为是修复受损线路的高劳动强度。
以前,同轴电缆被广泛用于计算机网络中数据传输线的组织。今天,传输速度已经提高到射频电缆无法提供的水平,因此这种应用正在迅速被淘汰。
同轴电缆与铠装电缆和屏蔽线的区别
同轴电缆经常与屏蔽线甚至铠装电力电缆混淆。虽然在设计上有一些外部相似性(“核心-绝缘-金属柔性护套”),但它们的目的和操作原理是不同的。
同轴电缆编织层充当闭合电路的第二导体。它必然承载负载电流(有时甚至内部和外部都不同)。出于安全目的,编织物可能会或可能不会与地面接触 - 这不会影响其操作。称它为盾牌也是不正确的——它没有全局的屏蔽功能。
铠装电缆具有外部金属编织层,可保护绝缘层和芯线免受机械影响。强度高,始终按安全要求接地。在正常操作中,电流不会流过它。
屏蔽线具有外部导电护套,以保护导体免受外部干扰。如果需要防止 LF 干扰(最高 1 MHz),则屏蔽层仅在电线的一侧接地。对于 1 MHz 以上的干扰,屏幕可作为良好的天线,因此它在多个点(尽可能频繁)一直接地。在正常操作期间,电流也不应流过屏蔽层。
同轴电缆技术参数
选择电缆时要注意的主要参数之一是其波阻抗。虽然这个参数是以欧姆为单位测量的,但不能用普通的欧姆表测试仪来测量,也不取决于电缆段的长度。
线路的波阻抗取决于其线性电感与线性电容的比值,而该比值又取决于中心芯线和编织层的直径比,以及电介质的特性。因此,在没有仪器的情况下,您可以用卡尺“测量”波阻——您需要找到芯线直径 d 和编织线 D,并代入公式中的值。
这里也是:
- Z - 所需的波阻抗;
- 乙r - 电介质的介电常数(对于聚乙烯,我们可以取 2,5,对于泡沫材料 - 1,5)。
电缆的电阻可以是任何具有合理尺寸的东西,但标准产品可提供以下值:
- 50 欧姆;
- 75 欧姆;
- 120 欧姆(相当罕见的变体)。
不能说 75 欧姆电缆优于 50 欧姆电缆(反之亦然)。每个都必须应用在它的位置 - 发射器输出 Z 的波阻抗è, 通讯线路(电缆)Z 和负载必须相同 Zн只有在这种情况下,能量从源到负载的传输才会发生而没有损耗和反射。
高波阻抗电缆的制造存在一定的实际限制。 200 欧姆或更大的电缆必须具有非常细的芯线或大直径的外导体(以保持较大的 D/d 比)。这样的产品使用起来比较困难,所以高阻抗路径要么采用两线制线路,要么采用端接装置。
另一个重要的同轴参数是 衰减。.它以 dB/m 为单位进行测量。一般来说,电缆越粗(更准确地说,中心线芯的直径越大),每米长度对信号的衰减就越小。但是这个参数也受到制造通讯线的材料的影响。欧姆损耗由中心纤芯和编织层的材料决定。介电损耗也有影响。这些损耗随着信号频率的增加而增加,特殊的绝缘材料(氟塑料等)被用来减少它们。廉价电缆中使用的泡沫电介质有助于增加衰减。
同轴电缆的另一个重要特性是 收缩系数.在需要知道传输信号波长的电缆长度时(例如,在阻抗变换器中),需要此参数。电缆的电气长度和物理长度并不重合,因为真空中的光速大于电缆电介质中的光速。对于具有聚乙烯电介质的电缆,K壕沟=0.66,对于氟塑料 - 0.86。对于具有泡沫绝缘体的廉价产品 - 不可预测,但接近 0,9。在国外的技术文献中,减速系数的取值——K迟滞=1/К责备.
同轴电缆还具有其他特性 - 最小弯曲半径(主要取决于外径)、绝缘体的电气强度等。它们有时也是选择同轴电缆所必需的。
同轴电缆打标
国内生产的产品有一个数字字母标记(即使现在也可以找到)。一根电缆标有字母RK(射频电缆),然后有数字表示:
- 波阻抗;
- 电缆厚度(mm);
- 零件号。
例如,电缆 RK-75-4 指定产品,其耐波性为 75 欧姆,绝缘层直径为 4 毫米。
国际名称也以两个字母开头:
- RG-射频电缆;
- 用于数字网络的 DG 电缆;
- SAT、DJ - 用于卫星广播网络(高频电缆)。
然后是数字,它显然没有携带技术信息(要破译它,您必须查看电缆数据表)。此外,可能有更多的字母表示附加属性。名称示例 - RG8U - RF 电缆 50 欧姆,中心芯直径减小,编织层密度减小。
通过了解同轴电缆与其他电缆产品的区别,了解其参数对性能特性的影响,您可以成功地将本产品应用到预期的领域。
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